Отзыв оппонента 1 (1091433)
Текст из файла
отзыв Официального оппонента на диссертацию Бурякова Арсения Михайловича «Влияние интерфейсных напряжений на свойства наноразмерных мультислойных структур на основе сложных оксидов и полупроводников (и их использование) при создании устройств микро- и наноэлектроники», представленную на соискание ученой степени кандидата физикоматематических наук по специальности 05.27.01 — Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах. Диссертационная работа, представленная к защите, затрагивает широкий круг вопросов эффективного использования эпитаксиальных напряжений в наноразмерных структурах при усовершенствовании характеристик компонентов устройств микро- и наноэлектроники.
Актуальность этого направления, в первую очередь, связана с возможностью создания новых материалов с заранее заданными свойствами. Возникающие в результате различия параметров кристачлических решеток растягивающие и сжимающие механические напряжения на границе пленка/подложка, а также анизотропия свойств по кристаллографическим направлениям в низкоразмерных структурах приводят к резким изменениям проводимости, смещению точек фазовых переходов, появлению спонтанной поляризации, намагниченности и других свойств, не наблюдающихся в объемных материалах. На сегодняшний день разработаны различные способы контроля свойств материалов за счет формирования определенных эпитаксиальных напряжений в результате подбора материалов пленки и подложки, условий и особенностей их роста. Число работ, посвященных созданию основ технологий так называемой «инженерии напряжений», неуклонно растет. В то же время, поиск и обоснование методов диагностики таких материалов, а также выявление связи между параметрами изготовления и функциональными свойствами полученных структур остается важной задачей, как с фундаментальной, так и с прикладной точек зрения.
Таким образом. актуальность предложенной диссертантом темы исследования не вызывает сомнений. Объектами исследования в диссертационной работе являются тонкие сегнетоэлектрические пленки на основе ВаБгт1оз, сверхрешетки на основе ортоферритов (Увоз и Ьаг'еоз) и полупроводниковые пленки на основе низкотемпературного арсенида галлия (ЬТ-ОаАз).
Изучение свойств, возникающих в результате эпитаксиальных напряжений в тонких пленках, является нетривиальной задачей, поскольку требует использования неинвазивных, неразрушающих методик исследования. В данной работе для исследования свойств сегнетоэлектрических пленок и сверхрешеток используется чувствительная к изменению параметра порядка методика генерации второй оптической гармоники (ГВГ).
Особое внимание уделено анализу процессов ГВГ в сверхрешетках. Предложен также интересный подход к изучению эпитаксиальных напряжений в полупроводниковых пленках. Изменения характеристик пленок, возникающие за счет эпитаксиальных напряжений, изучались методом терагерцевой спектроскопии временного разрешения. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы, содержащего 175 библиографических ссылок.
Общий объем диссертации составляет 160 страниц. Работа содержит б3 иллюстрации и 11 таблиц. Во введении приводится обоснование актуальности выбранной темы работы, сформулированы цель и основные задачи работы и указаны выносимые на защиту положения. В первой главе приведен обзор литературных данных по перспективным материалам с интерфейсными напряжениями, Представлены основные области использования изучаемых материалов для широкого круга задач современной микро- и наноэлектроники.
Во второй главе раскрыты основные экспериментальные и теоретические методики, используемые в диссертационной работе, подробно описаны экспериментальные установки и режимы измерений. Результаты экспериментальных исследований влияния параметров струкгуры исследуемых сред на эпитаксиальные напряжения приведены в главах 3-5.
Эти исследования можно условно разделить на три блока, в которых рассматривается изменение характеристик эпитаксиальных напряжений при: 1) варьировании химического состава пленки функционального материала (глава 3); и) варьировании параметров сверхрешетки (глава 4) и ш) варьировании параметров подложки (глава 5). В третьей главе рассматривается влияние указанных факторов на сегнетоэлектрические свойства мультислойных структур Ва~,>Бган ~>Т(Оз(ВБТО)/ЬаолБгозМпОз(ЬЯМО).
Методом генерации второй оптической гармоники показано возникновение сегнетоэлектрического отклика, возникающего за счет эпитаксиального напряжения. В работе А.М. Бурякова предложено оригинальная интерпретация формы сегнетоэлектрической петли, основанная на связи интенсивности ВГ, сегнетоэлектрической поляризации и величины эпитаксиального напряжения, В четвертой главе описаны экспериментальные и теоретические результаты исследования свойств сверхрешеток на основе центросимметричных ортоферритов (УГеОз),/(ЬареОз),. Методом генерации второй оптической гармоники показано возникновение в сверхрешетке нецентроснмметричности и полярного упорядочения за счет интерфейсных напряжений.
При помощи спектров генерации второй гармоники проведено разделение электродипольного и магнитодипольного вкладов и определены оптимальные условия переключения магнитной и полярной компонент второй гармоники. Теоретически предсказанное ранее полярное упорядочение и максимальное значение сегнетоэлектрической поляризации у гетероструктур с нечетным числом и было подтверждено экспериментально в данной работе. Показан эффект переключения магнитной компоненты ГВГ магнитным полем и обнаружен его резко резонансный характер. Особое внимание уделено однотипной зависимости магнитной и полярной компоненты, из чего сделан вывод о возможности магнитоэлектрического взаимодействия, К наиболее интересным результатам, представленным в пятой главе, можно отнести обнаружение связи параметров терагерцевого излучения с эпитакси альп ыми напряжениями.
Исследования показали растяжение и большую концентрацию дефектов пленок ЬТ-ОаАз, возникающие при использовании несингулярной подложки ОаАз (111)А и б-легировании слоями Я. Выявленные эффекты были использованы диссертантом при разработке по результатам исследований устройства фотопроводящей антенны (ФПА). Обнаружено, что влияние эпитаксиальных напряжений в кристаллической структуре плйнок ЬТ-ОаАз (111)А увеличило интегральную чувствительность ФПА в 1.4 раза, а также привело к росту интенсивности ТГц излучения от «чистой» пленки в 3.4 раза и в 2 раза от ФПА по сравнению с аналогичными структурами на подложках (100).
Одним из наиболее интересных результатов исследований, представленных в 5 главе, является создание ФПА с двумерными плазмонными электродами на основе мультислойной структуры 1-1.ТОаАз!и-ОаАз с низкими показателями темпового тока (-1бнА и бнА для ФПА ОаАз(100) и ОаАз(111)А). Полученные значения усиления ФПА достигают значений 14 и 12 для антенн на подложке (100) и (111)А, соответственно. Результаты этих исследований являются достаточным заделом для проведения опытно-конструкторских работ по данной тематике.
В заключительной части диссертации сформированы основные результаты и приведены выводы работы. Научная новизна диссертационной работы заключается в обнаружении возможности управления эпитаксиальными напряжениями путем изменения концентрации Ва в сегнетоэлектрической пленке, выращенной на тонкой пленке ЬЯМО. Показана возможность управления формой сегнетоэлектрической петли путем изменения величины эпитаксиачьного напряжения. Экспериментально подтвержден методом ГВГ рассчитанный теоретически вклад сегнетоэлектрической поляризации сверхрешетки (УГО/ЬРО) в зависимости от числа и путем вычисления значений компонент тензоров нелинейной восприимчивости.
Методом терагерцевой спектроскопии временного разрешения показано влияние интерфейсных напряжений в полупроводниковых пленках, возникающих при использовании несингулярной подложки ОаАз(111)А, на функциональные характеристики терагерцевых фотопроводящих антенн. Практическая значимость диссертационной работы заключается в развитии методик управления функциональными свойствами тонких сегнетоэлектрических пленок, с верхрешеток и полупроводниковых тонкопленочных эп итаке пал ьных структур.
Результаты исследования бислоев и сверхрешеток с магнитоэлектрическим взаимодействием представляют интерес для создания новых и совершенствования традиционных приборов микро- и наноэлектроники, в том числе электро-оптических модуляторов, сенсоров и датчиков, элементов МЭМС. Достоверность полученных результатов подтверждается проведением многократных экспериментальных исследований, результаты которых согласуются с предложенными теоретическими моделями.
Отмечая высокое качество проведенных исследований, следует, тем не менее, сделать несколько замечаний. 1. При исследовании генерации и детектирования ТГц излучения при помощи антенн автор приводит сравнение с генерацией и детектированием в кристалле ЕпТе. При этом в работе отсутствуют данные о толщине и вырезе используемого кристалла, которые существенным образом влияют на величину отклика.
Также следует учесть существенно различную зависимость характеристик генерации от параметров лазерного возбуждения в случае использования фотопроводящих антенн и кристалла ХпТе. В результате предложенное автором сравнение справедливо только при выбранных экспериментальных условиях. 2. Из описания рисунка 59 не ясно какая величина отложена по вертикали на представленных графиках. Из подписи к рисунку можно понять, что речь идет о нормированной пиковой мощности терагерцевого излучения. Однако вид представленных зависимостей и содержащееся на странице 130 описание процедуры их получения позволяет сделать вывод что это нормированная амплитуда напряженности электрического поля ТГц импульса.
Аналогичная ситуация с рисунком 58, где слева представлена зависимость напряженности электрического поля (в относительных единицах) от времени, которая именуется в тексте работы как квременная зависимость интенсивности ТТцизлучения». 3. Следует отметить некоторую небрежность в оформлении диссертационной работы. Так выражение б на странице 44 приведено с опечатками. в частности в выражении не согласованы размерности. На странице 48 присутствует еще два выражения под номером б.
Подвижность зарядов именуется мобильностью (страница 43), дальняя зона — дальним полем (страница 54), терагерцевым диапазоном частот на странице 35 назван диапазон частот 0,1-10 ТГц, а на странице 112 диапазон 100 ГГц-3 ТГц и т.п. Отмеченные недостатки, однако, не влияют на общую положительную оценку данной работы. Диссертация в целом представляет собой законченный научный труд, основные результаты опубликованы в открытой печати в ведущих отечественных и зарубежных журналах.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
